Question

【題目】近期發(fā)現(xiàn)，H2S是繼NO、CO之后的第三個生命體系氣體信號分子，它具有參與調(diào)節(jié)神經(jīng)信號傳遞、舒張血管減輕高血壓的功能。回答下列問題：

（1）如圖是通過熱化學循環(huán)在較低溫度下由水或硫化氫分解制備氫氣的反應系統(tǒng)原理。

通過計算，可知系統(tǒng)（Ⅰ）和系統(tǒng)（Ⅱ）制氫的熱化學方程式分別為__、__，制得等量H2所需能量較少的是__。

（2）H2S與CO2在高溫下發(fā)生反應：H2S(g)+CO2(g)COS(g)+H2O(g)。在610K時，將0.10molCO2與0.40molH2S充入2.5L的空鋼瓶中，反應平衡后水的物質(zhì)的量分數(shù)為0.02。

①H2S的平衡轉化率α1=__%，反應平衡常數(shù)K=__。

②在620K重復試驗，平衡后水的物質(zhì)的量分數(shù)為0.03，H2S的轉化率α2__α1，該反應的ΔH__0。（填“>”“<”或“=”）

③向反應器中再分別充入下列氣體，能使H2S轉化率增大的是__（填標號）

A.H2S B.CO2 C.COS D.N2

Answer 1

【答案】H2O(l)=H2(g)+O2(g) ΔH=+286kJ·mol－1 H2S(g)=H2(g)+S(s) ΔH=+20kJ·mol－1 系統(tǒng)（II） 2.5 2.8×10-3 > > B

【解析】

（1）系統(tǒng)（Ⅰ）涉及水的分解，系統(tǒng)（Ⅱ）涉及硫化氫的分解，利用蓋斯定律分別將系統(tǒng)（Ⅰ）和系統(tǒng)（Ⅱ）的熱化學方程式相加，可得到水、硫化氫分解的熱化學方程式，則系統(tǒng)（I）的熱化學方程式H2O(l)=H2(g)+O2(g) ΔH=+286kJ·mol－1；

系統(tǒng)（II）的熱化學方程式H2S （g）=H2（g）+S（s）△H=+20kJ·mol－1。

根據(jù)系統(tǒng)I、系統(tǒng)II的熱化學方程式可知：每反應產(chǎn)生1mol氫氣，后者吸收的熱量比前者少，所以制取等量的H2所需能量較少的是系統(tǒng)II。

故答案為：H2O(l)=H2(g)+O2(g) ΔH=+286kJ·mol－1；H2S （g）=H2（g）+S（s）△H=+20kJ·mol－1；系統(tǒng)（Ⅱ）；

（2）列出反應的三段式：

反應平衡后水的物質(zhì)的量分數(shù)為0.02， x=0.01；

①H2S的平衡轉化率a1=×100%=2.5%，

體積為2.5L，則平衡時各物質(zhì)的濃度為c（H2S）==0.156mol·L－1，c（CO2）==0.036mol·L－1，c（COS）=c（H2O）==0.004mol·L－1，則K==2.8×10-3；

故答案為：2.5%；2.8×10-3；

②610K升高到620K重復試驗，平衡后水的物質(zhì)的量分數(shù)為0.03，升高溫度平衡正向移動，根據(jù)平衡移動原理：升高溫度，化學平衡向吸熱反應方向移動，正方向為吸熱反應，H2S的轉化率α2>α1，該反應的ΔH>0。

故答案為：＞；＞；

③A．通入H2S ，H2S轉化率降低，故A不選；

B．通入CO2，H2S轉化率增大，故B選；

C．通入COS，平衡逆向移動，故C不選；

D．通入N2，平衡不移動，故D不選；

故選B。